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1、滑轮转轴在解决滑轮问题中的应用滑轮转轴在解决滑轮问题中的应用 滑轮是个周边有槽，可以绕轴转动的轮子。 下面谈谈通过分析滑轮转轴解决两类 滑轮问题的方法。 一、分析转轴判断滑轮类型 对机械中的各个滑轮，先假设通过滑轮作用的物体被拉动，对照物体被拉动时滑 轮转轴的情况进行判断： 物体拉动时，滑动转轴位置静止不动时滑轮是定滑轮。如图 1（a） 物体拉动时，滑轮转轴位置随差物体的移动而移动的是动滑轮。如图1（b） 二、分析转轴确定动滑轮上的力的作用情况 在人教版教材中，分析动滑轮实质叙述为“是一个动力臂（L1）为阻力臂（L2） 二倍的杠杆”。 （如图 2）根据力的平衡条件“动滑轮可省一半力”。在教学中
2、， 发现学生常误解为“只要是动滑轮，动力就是阻力的一半。”笔者尝试以下方式 说明，能帮助学生更好理解，现说明如下：“作用在滑轮边缘上的力 F1 的力臂 （L1）是作用在滑轮转轴上的力 F2 的力臂（L2）的二倍。根据杠杆平衡条件， 作用在滑轮转轴上的力是作用在滑轮边缘上的力的二倍”。 下面结合例题示范说明。 例一力F 作用在滑轮上，使重物G 匀速上升，滑轮安装如图3 所示。不计滑 轮重量及摩擦力，则下列说法正确的是（） A、这是动滑轮，F=1/2G。 B、这是定滑轮，F=G。 C、这是动滑轮，F=2G。 D、这是定滑轮，F=2G。 解析：首先，因为重物被提升时，滑轮转轴跟随向上移动，所以判断这
3、是个动滑 轮。其次，由于力F 作用在滑轮转轴上，重力G 通过绳子作用于滑轮边缘，所以 F=2G。应选 C。 错解 1：误认为是定滑轮，不省力，而选 B。 错解 2：认为动滑轮省一半力，而选 A。 例 2分别用如图4（b）所示装置匀速提升相同重物。不计滑轮重力及摩 擦力，那么 F1F2 大小关系和滑轮属于情况是（） A、 （a）图中滑轮为定滑轮， （b）图中滑轮为动滑轮，FaFb。 B、 （a）图中滑轮为定滑轮， （b）图中滑轮为动滑轮，FaFb。 C、 （a）图中滑轮为动滑轮， （b）图中滑轮为定滑轮，FaFb。 D、 （a）图中滑轮为动滑轮， （b）图中滑轮为定滑轮，FaFb。 解析：根据杠
4、杆平衡条件，可知作用在杠杆左端上的力 F 是相同的。设想重物 被提升时， （a）图中转轴位置发生移动，所以是动滑轮； （b）图中滑轮转轴位置 固定不动，所以是定滑轮。 （a）图中作用在滑轮转轴上的力 F 是作用在滑轮边缘 上的力 F1 的二倍，所以 FaF。 （b）图中 FFb，则 FaFb，应选 C。 例 3用如图 5（a） （b）所示装置匀速拉起相同重物 G，不计滑轮重力和 摩擦力，那么 Fa= G，Fb= G。 解析： （a）图中，重物提升时，三个滑轮的转轴都固定不动，都是定滑轮，不省 力所以 Fa=G。 （b）图中，重物提升时，甲、乙滑轮转轴跟随移动是动滑轮，丙滑轮转轴固定 不动是定滑轮。 作用在甲滑轮转轴上的力 G 是作用在甲滑轮边缘上的力 F 甲边的 二倍，所以 F 甲边= 1/2G。作用在乙滑轮转轴上的力 F 乙= F 甲边。且 F2 是作 用在乙滑轮边缘上的力 F 乙边的二倍，所以 F 乙边= 1/4G。则通过定滑轮丙后 Fb=F 乙边= 1/4G。